[发明专利]一种适用于强化激光选区熔化成形CoCrWMo合金的热处理方法

说明书

本发明公开了一种适用于强化激光选区熔化成形CoCrWMo合金的热处理方法；热处理工艺包括：CoCrWMo零件由选区激光熔化成形后，进行固溶处理，具体是将所述零件在1180～1200℃保温1～2h，进行水冷；对已固溶处理的选区激光熔化成形CoCrWMo合金进行时效处理，具体是730～760℃保温10～12h，最后进行空冷。该热处理后的激光选区熔化成形CoCrWMo合金具有优异的综合力学性能，室温下抗拉强度≥1060MPa，屈服强度≥800Mpa，显微硬度≥420HV，断后延伸率≥10％，在兼顾断后伸长率的同时显著提高强度及硬度，远高于该合金沉积态水平。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，尤其涉及一种适用于强化激光选区熔化成形CoCrWMo合金的热处理方法。

背景技术

钴铬合金由于其优良的力学性能、耐腐蚀性能、耐磨性能和生物相容性及金瓷结合性，广泛应用于生物医疗领域。激光选区熔化成形作为一种新型增材制造技术，具有制造精度高、工艺简单可成形结构复杂的零件等优点，从而满足医疗植入体的定制化要求，具有很大的临床应用前景。

众所周知，金属植入件应用在临床上除了需要满足生物医用的安全性以外，必须要有一定的强度、硬度，使植入件具有良好的使用寿命。而目前采用激光选区熔化成形的零件无法实现全致密，且成形过程中由于快速的加热和冷却，残余应力较高，影响其力学性能。

根据钴铬合金的相图，合金在升温过程中会发生HCP相向FCC相的转变，而室温下的热力学稳定相为HCP相，显然，在快速冷却速度下由FCC向HCP 转变十分困难。所以，在大多数钴铬合金中，FCC亚稳相在室温下占据优势，而HCP结构增加会使材料的强度硬度提高、磨损率降低，延长植入体的使用寿命。因此，激光选区熔化成形的CoCrWMo医用金属零件需要一种简单有效的热处理方法来减轻残余应力和改善组织，在保证断后延伸率符合医用标准的情况下，达到进一步强化激光选区熔化成形CoCrWMo合金的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种适用于强化激光选区熔化成形CoCrWMo合金的热处理方法，克服目前激光选区熔化成形的零件无法实现全致密，且成形过程中由于快速的加热和冷却，残余应力较高，力学性能插等缺陷。

本发明通过下述技术方案实现：

一种适用于强化激光选区熔化成形CoCrWMo合金的热处理方法：

CoCrWMo合金由选区激光熔化成形后，进行固溶处理；固溶处理是将该 CoCrWMo合金在1180～1200℃保温1～2h，进行水冷；然后对已固溶处理的 CoCrWMo合金进行时效处理；时效处理是在730～760℃保温10～12h，最后进行空冷。

所述选区激光熔化过程中CoCrWMo合金粉末由以下重量百分比的组分组成：

Cr：22～30％；

W：5～10％；

Mo：4～10％

Si：≤1.5％

C：0.02％

其余为Co。

上述固溶处理过程中，以8～10℃/min的升温速率升到1180～1200℃；时效处理过程中，以8～10℃/min的升温速率升到730～760℃。

上述CoCrWMo合金粉末的粒径为15～45μm。

上述选区激光熔化过程中，激光功率260～300W，扫描速度700～900 mm/s，扫描间距0.8～0.1mm，铺粉层厚0.025～0.035mm；扫描策略为旋转扫描法。

上述选区激光熔化过程，全程使用氩气或氮气作保护气氛，氧含量小于0.3％。